杜克大学(Duke University)神经生物爱博网投领导者学和生物医学工程助理教授格雷格·菲尔德(Greg Field)说:“为了在星光下看到东西，生物学必须达到看到宇宙中一个基本粒子的极限，即单个光子。”“晚上的光子少得惊人。”

这一发现出现在网上的早期神经元研究表明，重编程发生在对运动敏感的视网膜细胞中。

即使在最好的光线下，识别移动物体的存在和方向对大多数动物来说也是生存的关键。但是用单一的参考点检测运动并不能很好地工作。脊椎动物的视网膜有四种运动敏感细胞，每一种都对上、下、右或左的运动有特定的反应。

菲尔德说，当一个物体正朝着其中一个方向运动时，这些神经元就会强烈地放电。然而，如果运动处于上下之间的中间位置，两种细胞都会发射，但强度不那么大。大脑将这种信号解释为向上和向左的运动。

菲尔德说:“对于复杂的任务，大脑使用大量的神经元，因为单个神经元只能完成这么多。”

在人类中，这些定向神经元约占从视网膜向大脑发送信号的细胞的4%。菲尔德说，在啮齿类动物中，这一比例更接近20%到30%，因为运动检测对其他动物真正喜欢吃的动物至关重要。

菲尔德实验室的研究生姚晓阳在一个非常黑暗的房间里，用装有夜视目镜的显微镜对老鼠的视网膜进行了研究，他发现，对向上运动敏感的视网膜细胞在弱光下会改变它们的行为。“向上”神经元会在检测到任何运动时发出信号，而不仅仅是向上。

一个小的老鼠视网膜样本被放置在一个电极阵列上，可以同时测量数百个神经元的单个放电，“然后我们给它看电影，”菲尔德说。菲尔德说:“晓阳的见解是去观察这些细胞在白天和晚上的活动。”“她注意到了不同，想知道为什么。”

当光线不足时，“向上”神经元发出的微弱运动信号，与其他定向细胞发出的微弱信号相结合，可以帮助大脑感知运动，类似于大脑将两个定向信号解释为介于两者之间的运动。

运动知觉丧失是人类严重视力丧失患者的常见主诉。菲尔德说，这一关于视网膜神经元适应性的发现可能有助于未来植入式视网膜假肢的设计。

菲尔德说:“很多动物选择在夜间觅食，大概是因为捕食者很难发现。”“当然，大自然是一场军备竞赛。猫头鹰和猫已经发展出高度专业化的眼睛，以便在夜间观看。猎物已经改变了它们赖以生存的条件。”

由于尚不清楚的原因，只有“向上”的细胞在弱光下成为运动的通才。菲尔德怀疑，当捕食者靠近猎物时，向上是被捕食动物发现捕食者最重要的方向，但他还没有这方面的数据。

现在重要的是，眼睛和大脑在弱光下改变它们对运动的计算。菲尔德说:“我们已经了解到，大量的视网膜神经元可以调整它们的功能来补偿不同的条件。”

美国国家神经疾病与中风研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke)的高级研究员杰弗里·戴蒙德(Jeffrey Diamond)也在研究视网膜中的视觉处理过程，他说，视网膜由许多并行工作的回路组成。“我们正在了解这些电路在一天中的不同时间做着不同的事情，”戴蒙德说，他没有参与菲尔德的论文。

戴蒙德说，既然菲尔德已经发现这种对弱光的适应是由细胞之间的电路和化学信号的变化驱动的，那么问题来了，还有多少其他的适应会被发现。

“有50种无突细胞，视网膜的药柜，它们中的大多数可能释放多种神经递质，可以影响视网膜回路，”戴蒙德说。“我们只知道其中20%的细胞。”